Инструмент для ультразвуковой обра-ботки материалов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (щ837626 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

<51) М. Кл.

В 23 D 35/00 (22) Заявлено 0607,79 (21) 2818412/25-27 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Государственный комитет

СС.С P ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.967 (088. 8) Опубликовано 15,06.81. Бюллетень Но 22

Дата опубликования описания 15,06,81

С.А.Довнар, A.M.Ãðèãoðüåâ и В.Г.Крк ок

j.. .",;г (71) Заявители Физико-технический институт AH Бел ой ССР и- Научноисследовательский институт травматологии и ии (72) Авторы изобретения (54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при разделении материалов.

Известен инструмент для ультразвуковой обработки материалов, содержащий корпус с профильной рабочей и нерабочей торцовыми поверхностями, выполненный с прорезью, выходящей на нерабочую торцовую поверхность (И . .Однако конструкция данного инструмента не обеспечивает саморегулирования локальным характером ввода амплитуды на рабочем торце при работе инструмента на продольных колебаниях.

В очаге обработки он осуществляет 15 только выделение одной составляющей колебаний, на которые рассчитана его резонансная длина. При обработке материалов, например, при их разделении продольными колебаниями инструмента 20 не обеспечивается возможность придания рабочей кромке пилообразного характера колебаний в плоскости обработки. Инструмент не позволяет также выполнять одновременный ввод двух видов 25 колебаний — перпендикулярно и вдоль обработки, присутствие которых значительно снижает усилия и повышает»ечество срезаемого слоя материала, частности его чистоту поверхности. 30

Цель изобретения — повышение стойкости и качества обработки при проведении операции разделения материала.

С этой целью, в инструменте для ультразвуковой обработки материалов, содержащем корпус с профильной рабочей и нерабочей торцовыми поверхностями, выполненный с прорезью, входящей на торцовую поверхность, участки нерабочей торцовой поверхности корпуса, образованные прорезью, выполнены наклонными в противоположных направлениях, при этом величина угла наклона участков нерабочей торцовой поверхности корпуса определена зависимостью о(=a ctg -, k

L где Ь%- изменение длины волны колебаний в инструменте в процессе обработки; L -длина горизонтальной проекции поверхности нерабочего торца.

Конструкция инструмента изображена.

На фиг. 1 показан инструмент для ультразвуковой обработки материалов, общий вид; на фиг. 2 — схема колебаний продольной торцовой рабочей поверхности корпуса.

Инструмент для ультразвуковой обработки материалов содержит корпус в виде стержня 1 с прорезью 2 и с рабочим

837626

3 и нерабочим торцами, в котором плоскости 4 и 5, образующие нерабочий торец, выполнены со скосом в противоположных направлениях под углом Е. к рабочему торцу.

Инструмент работает следующим обра- 5 эом.

Ультразвуковые колебания от волновода (не показан) вводятся в стержень 1, например, соединенный с волноводом в узловой плоскости abed,Óëüòðàôèoëåòoâûå колебания распространяются в левой и правой частях инструмента соответственно между нерабочими торцами 4 и 5 и рабочим торцом 3. Крепление инструмента в узловой зоне исключают расстройку режима его работы. При изменении в процессе обработки длин волн колебаний от 4.< до Х, т. е. на величину а%, инструмент имеет в этом диапазоне в двух своих частях, разделенных прорезью, резонансные длины, соответствующие изменению 20 напряженно-деформированного состояния

;волнового сопротивления в очаге обра ботки. Если, например, длина волны, обусловленная условиями эксплуатации, иэгленяется от л, до, А, то режущая кромка рабочего торца 3 в своем крайнем угловом положении увеличивает амплитуду колебаний в левой части инструмента и придает колебаниям вид изгибных на режущей кромке, т.е. их амплитуде соответствуют точки Я и Д . При уменьшении, например, длины волны амплитуда колебаний наибольшая в точках

f и f, а при дальнейшем уменьшении колебаний — в точках I и I (точками

Q, f, I и О, f I обозначены дискретные изменения амплитуд процесса обработки, соответствующие изменению длины волны от ) до Х ) .

В средней зоне рабочего торца,соответствующей длине волны (A + g ) 40

2, интенсивности и амплитуды колебаний в обоих частях равны и поэтому в этой зоне присутствуют, например, только продольные колебания (c удвоенной амплитудой), т. е. вдоль оси ХХ(. Далью нейшее уменьшение длины волны вызывает характер изменения амплитуд в направлениях от точки О, указанных пунктирными стрелками (фиг. 2). По мере изменения частоты колебаний или длины волны происходит изгиб таким же образом и в левую часть (фиг. 2)(иэображенле пунктиром) от режущей кромки. Таким образом, на режущей кромке выделения собственных продольных колебаний присутствуют изгибные локальные колебания, которые имеют пилообразный характер распространения по режущей кромке в плоскости УУг рабочего торца инструмента. Однако, в процессе обработки частота колебаний и длина волны () могут приобретать любые значения в интервале длин Я„ и Я . Поэтому изгибный локальный характер ввода будет самовыбираться в любой последовательности и в любой зоне режущей кромки.

Режущая кромка при этом совершает продольные колебания и пилообразные, которые расширяют зону реза в пределах амплитуды их колебаний и повышает чистоту поверхности обработки, одновременно уменьшая и усилия, необходимые для выполнения процесса. Симметрия изгибных колебаний на режущей кромке инструмента исключает его смещение относительно обрабатываемого материала.

Пример. Инструмент изготовлен в соответствии с фиг. 1 и опробован в лабораторных условиях для разделения ленты иэ стали 40 толщиной 3 мм на частоте бб кГц. Изменение длин волн и A составило 80 и 72 мм.

При разделении материала таким инструментом усилие деформации по сравнению с разделением известным инструментом уменьшилось на 20-25%, а чистота поверхности увеличилась с 7 до 9 класса.

Предлагаемый инструмент исключает наволакивание и схватывание с обрабатываемым материалом.

Экономический эффект от использования изобретения достигается за счет повышения стойкости и качества обработки изделий.

Формула изобретения

Инструмент для ультразвуковой обработки материалов, содержащий корпус с профильной рабочей и нерабочей торцовыми поверхностями, выполненный с прорезью,:выходящей на нерабочую торцовую поверхность, о т,,л и ч а юшийся тем, что,с целью повышения стойкости и качества обработки при проведении операций разделения материала 3а счет локального саморегулирования амплитуды изгибных колебаний на . рабочей поверхности корпуса, участки нерабочей торцовой поверхности корпуса, образованные прорезью, выполнены наклонами в противоположных направлениях, при этом величина угла наклона участков нерабочей торцовой поверхности корпуса определена завиоимостью 9Ж=сггс (— „, где ЬХ вЂ” изменение длины волны колебаний в инструменте в процессе обработки;(-длина горизонтальной поверхности нерабочего торца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Красулин Ю.Л. и др. Микросварка давлением, М., Металлургия,1976, с.114, рис. 56.

837626 к

Составитель A.Рыбалов

РеДактоР К.ВолоЩУк A.Савка КоРРектоР Г.Решетник

Заказ 4310/21 . Тираж 1146 . Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб.,д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4